Hallo,
ich möchte eine Wasserpumpe an einem Solarmodul betreiben. Es genügt,
wenn die Pumpe nur bei Sonnenschein läuft. Der Motor hat laut
Datenblatt 12V 3A, begnügt sich aber bei Nennspannung mit gemessenen
2.4A. Ab ca. 8V läuft die Pumpe zuverlässig, natürlich mit ensprechend
geringer Pumpleistung. Ich habe ein Solarpanel mit Nennspannung 18V und
Nennstrom 3.34A, allerdings Kurzschlusstrom 3.74A und Leerlaufspannung
22.7V. Um eine Überlastung des Motors bei praller Sonne zu verhindern,
möchte ich eine Schutzschaltung bauen. Meine Idee ist, mittels
Shuntwiderstand und Komparator den Motorstrom zu überwachen und bei
Bedarf einen Bypass (Transistor) parallel zum Motor zu schalten, der den
Überstrom aufnimmt.
Genügt das? Könnte der Motor auch durch eine Überspannung >12V bei einem
Strom <=3A geschädigt werden? Wie sieht es mit Unterspannung aus, wenn
der Motor z.B. noch nicht dreht aber schon Strom aufnimmt? In diesem
Fall wäre also auch noch eine Spannungsüberwachung notwendig.
Klassische Solarregler sind meiner Meinung nach hier nicht geeignet, da
sie eher auf LAden/Entladen von Akkus ausgelegt sind.
Wer kennt sich mit solchen Dingen aus?
Gruß
Mike
hi Mike,
ich würde sagen dass die Werte vom Pumpe und Panel schon ganz gut
zusammenpassen. Ich würde das also einfach so zusammenschliessen und
glücklich sein. Wenn du natürlich Angst hast kannst du als Shuntregler
eine sogenannte Powerzener auf Basis von transistor und TL431
anschliessen.
Was mir eher Sorgen machen würde ist der Typ der Pumpe. Viele preiswerte
wasserpumpen haben nämlich eine maximale Einschaltdauer von 50%.
Das heisst dann für dich: 30Minuten pumpen / 30 minuten Abkühlpause.
prüf das ersteinmal.
Gruss
klaus de lISSON
Mike schrieb:> Der Motor hat laut> Datenblatt 12V 3A, begnügt sich aber bei Nennspannung mit gemessenen> 2.4A. Ab ca. 8V läuft die Pumpe zuverlässig, natürlich mit ensprechend> geringer Pumpleistung. Ich habe ein Solarpanel mit Nennspannung 18V und> Nennstrom 3.34A, allerdings Kurzschlusstrom 3.74A und Leerlaufspannung> 22.7V.
Die Pumpenwerte hast du gemessen, die vom Solarpannel auch? Einfach mal
bei praller Sonne zusammenschließen und messen?
MfG Klaus
Hallo Klaus,
vielen Dank für die Hinweise. Die Pumpe ist von Shurflo und laut
Herstellerangabe explizit für Dauerbetrieb geeignet. Dieses Jahr wird
das Solarmodul wohl ohnehin nicht mehr die volle Leistung bringen, da
habe ich für die Schutzschaltung ein wenig Zeit.
Gruß
Mike
> Ich habe ein Solarpanel mit Nennspannung 18V...
...und die Pumpe ist für 12V ausgelegt. Das sagt doch schon, daß es
nicht zusammenpasst.
Lass dir eine deutsche Anleitung schicken, damit nicht noch mehr schief
geht.
Im Prinzip kannst du einen einfachen Shunt Regler machen indem du eine
kräftige 12V Z Diode parallel schaltest und so vermeidest daß die
Spannung an der Pumpe zu hoch wird.
Die überschüssige Leistung wird dann an der Z Diode verbraten
Was du allerdings beachten musst:
1. Du musst sicherstellen daß bei bedecktem Himmel die Pumpe sicher
anläuft oder aber abgeschaltet ist. Wenn die Pumpe nicht anläuft kann
der Motor auch bei 5V durchbrennen.
2. Der Pumpenmotor wird durch das gepumpte Wasser gekühlt. Also darf die
Pumpe nie leerlaufen
Die Energie die aus der Solarzelle kommt speicherst du in einen C. Hier
begrenzt du die Ladespannung, falls es nötig ist evt auf 13,6V. Du mußt
mal testen wieviel Strom die Zelle bei der Spannung noch bringt, denn da
wird sie weniger als den Kurzschlußstrom bringen.
Die Pumpe versorgst du aus dem C, wenn die Stillstandsspannung z.B. 10V
erreicht hast, schaltest du die Pumpe aus. Am besten schon kurz vorher,
z.B. +,2V oder mehr. Erst wenn die Spannung wieder 13,6V erreicht hat
schaltest du den Motor wieder ein.
Warum? Wenn die Pumpe nichts mehr pumpt verbraucht sie Energie die
nichts bringt, außer die Pumpe unnötig zu belasten. Also ausschalten,
dadurch wird die Energie in dem C gespeichert statt unnötig im Motor
verbraucht. Auch bei schwacher Sonne wird irgendwann die Spannung 13.6V
erreicht, Die Pumpe wird wieder gestartet und hat genügend Spannung
wieder zu Pumpen, jedenfalls solange bis die Spannung am C wieder
unterschritten wird. Statt also z.B. 1Std sinnlos versuchen zu pumpen
und es nicht zu schaffen, pumpt sie in dieser Stunde vielleicht 10 mal
für ca 1 Minute. .. oder wieviel auch immer ist jetzt nur willkürlich
gewählt.
Wie lange sie Pumpen kann, hängt von C ab. je größer er ist, desto
länger kann sie jeweils Pumpen, aber es dauert auch länger bis sie
wieder anspringt.
Die Spannungen für ab und anschalten mußt du natürlich dann für deine
Pumpe festlegen.
Mikel M. schrieb:> pumpt sie in dieser Stunde vielleicht 10 mal> für ca 1 Minute. .. oder wieviel auch immer ist jetzt nur willkürlich> gewählt.> Wie lange sie Pumpen kann, hängt von C ab.
Hmm, genau, gehen wir davon aus, daß man keine Verluste hat dann brauht
man bei (sagen wir 4V Spannungsdifferenz zwischen Anfangs und
Endspannung) einen C von 10 min = 600s
Strom der Pumpe ca 3A
1 Minute
= 60 * 3 / 4 = 45 Farad.
Nette Idee
Tipp: Statt Kondensatoren benutzt man für sowas Blei oder Litium
Akkumulatoren.
Es kommt immer darauf an ;)
1) Es wird während dessen von der Solarzelle Energie zugeführt, was du
in deiner Rechnung vollkommen ignoriert hast. Die ist vielleicht gerade
soviel, das die Pumpe den Zustand erreicht das sie nicht mehr pumpt. auf
jeden Fall so wenig ist, das sie nicht mehr anläuft. Der C muß also gar
nicht die volle Energie aufbringen sondern nur die Differenz. Oft fällt
passiert es durch eine Wolke das die Pumpe stehen bleibt, aber nicht
mehr angeht, weil nur die benötigte Leistung zum anlaufen fehlt, obwohl
die Solarzelle danach noch stundenlang genug Energie liefert den Pumpe
am Pumpen zu halten.
2) Die Pumpe braucht maximal die 3,2A Strom, je nach Betriebzustand
kann sie auch weniger verbrauchen, genauere Angaben standen da nicht
dabei, hängt auch u.A. von der Förderhöhe ab.
3) Das in der starken Dämmerung zwar die 13,6V erreicht werden kann
passieren, dann wird sie aber mit Sicherheit keine Minute durchlaufen
sondern nur einmal kurz blubbern, weil von der Solarzelle zu wenig
nachgeliefert wird. Einen C dafür auszulegen wäre Blödsinn.
Ich habe hier selber so einen Springbrunnen nach dem Prinzip laufen, es
funktioniert problemlos. je bewölkter es ist desto länger die pausen,
aber er springt immer wieder zuverlässig an und läuft dann auch ne
zeitlang. Ohne die Schaltung ist er irgendwann nur noch am knurren. Ein
Akku absolut ungeeignet, das Ding soll nur laufen wenn Sonne scheint. C
machen die Zyklen problemlos mit. Wann würdest du den Akku laden wollen?
Mikel M. schrieb:> genauere Angaben standen da nicht> dabei, hängt auch u.A. von der Förderhöhe ab.
Nei es waren gemessen 2,4 A. Selbst wenn man deine 1:10 Einschaltdauer
in betracht zieht muss immer noch 9/10 vom C geliefert werden, bei 2,4
statt 3A und sagen wir mal 0,4A von der Solarzelle wären es immer noch
ca. 30 Farad.
Ausserdem hast du keinerlei Kenntnisse darüber wann und warum die Pumpe
laufen soll. Insofern war deine Antwort nicht wirklich passend zur Frage
des TO.
Jetzt muss der TO erst mal mehr liefern.
Udo Schmitt schrieb:> Mikel M. schrieb:>> genauere Angaben standen da nicht>> dabei, hängt auch u.A. von der Förderhöhe ab.>> Nei es waren gemessen 2,4 A.
Was hast du daran nicht verstanden das sich der Anlaufstrom vom
Mindesstrom bei dem die Pumpe gerade noch nicht stehen bleibt
unterscheidet?
> Selbst wenn man deine 1:10 Einschaltdauer
Was hast Du daran nicht verstanden das von einer Solarzelle gespeist
wird, die z.B. durch Wolken mehrmals pro Stunde die Leistung erheblich
schwanken kann. In der Praxis kann das es an wolkenreichen Tagen sogar
wesentlich häufiger als 10 passieren mal. und wie du, wenn du lesen
könntest, war es ein Beispiel, ich hätte auch beliebige andere Werte
sagen können die je nach Wetter auch erreicht werden.
> in betracht zieht muss immer noch 9/10 vom C geliefert werden,
Wie kommst du auf deine willkürlichen 9/10. Kurz dicke Wolke der
Minimalstrom wird nicht mehr erreicht, Pumpe bleibt stehen, Anlaufstrom
wird nicht mehr erreicht, danach wieder 11/10 was aber nicht reicht um
die Pumpe wieder anlaufen zu lassen. und nun? Du scheinst die mit der
Thematik absolut nicht auszukennen.
> bei 2,4 statt 3A und sagen wir mal 0,4A von der Solarzelle wären es >immer noch
ca. 30 Farad.
Wie oben geschrieben läuft die Pumpe noch mit 2,4A, es reicht da also
ein C von 0 pF , um die Pumpe weiter zu betreiben. ==> Fail!
> Ausserdem hast du keinerlei Kenntnisse darüber ..
Du aber?
Sorry, aber du laberst hier nur dumm rum, du versucht krampfhaft deine
dumme Idee zu begründen. Mein Beispiel oben ist in der Praxis
funktionsfähig, die Pumpleistung pro Tag wurde deutlich erhöht.
Du versucht doch konkrete, unsinnige Zahlen ins Spiel zu bringen ohne
genaue Daten von den wirklichen Konstellation zu haben.
>Insofern war deine Antwort nicht wirklich passend zur Frage>des TO.
Da gucken wir doch mal:
Mike>Genügt das?
Mike>Wie sieht es mit Unterspannung aus, wenn
Mike>der Motor z.B. noch nicht dreht aber schon Strom aufnimmt?
Ich denke mein Post liefert genau Antworten auf seine Fragen, während
deine XXF antworten nur dummschwätzen ist.
Ab jetzt werde ich Dich ignorieren, das was du ablieferst ist mir
einfach zu dumm. Lies dich erst mal ein.
Mikel M. schrieb:> Ich denke mein Post liefert genau Antworten auf seine Fragen, während> deine XXF antworten nur dummschwätzen ist.>> Ab jetzt werde ich Dich ignorieren, das was du ablieferst ist mir> einfach zu dumm. Lies dich erst mal ein.
Du solltest selbst mal lesen lernen statt hier andere zu beleidigen,
aber das scheint deiner Selbstverliebtheit im Wege zu stehen,
spiel weiter mit deinem Springbrünnlein.
Zitat des TOs:
Mike schrieb:> Der Motor hat laut> Datenblatt 12V 3A, begnügt sich aber bei Nennspannung mit gemessenen> 2.4A.
Was verstehst du an dem Wort "gemessenen" nicht?
Mikel M. schrieb:> Wie kommst du auf deine willkürlichen 9/10
mit Grundrechenarten und DEINER Aussage:
Mikel M. schrieb:> 1Std sinnlos versuchen zu pumpen> und es nicht zu schaffen, pumpt sie in dieser Stunde vielleicht 10 mal> für ca 1 Minute.
das sind 16% Einschatdauer okay nicht exakt
Bevor man einen richtig fetten Kondi als Puffer benutzt, würde ich eher
mit zwei unterschiedlichen parallelgeschalteten Pumpen liebäugeln. Sagen
wir mal im Verhältnis 10:1 .
Wenn der Platz kein Problem ist, kann man es ja mit einem 1F Kfz-Elko
aus dem Schrauberbereich probieren.
Oder man zahlt richtig viel für einen Superkondi mit korrekt kleinem
Innenwiderstand.
Leider ist der Preis eines geeigneten Kondensators im Vergleich zu den
übrigen Bauteilen so hoch, dass ich erst einmal darauf verzichten
möchte. Der Unterspannungsschutz müsste sich doch auch so realisieren
lassen:
Die Panelspannung wird mittels Komparator auf einen unteren Schwellwert
überwacht. Wird der unterschritten, wird die Pumpe ab- und statt dessen
ein ohmscher Widerstand angeschaltet, der in etwa dem Widerstand des
Pumpenmotors entspricht (also eine Art Wechselschalter). Dadurch bleibt
die Strombelastung des Panels in etwa gleich. Scheint die Sonne wieder
stärker, steigt auch der Panelstrom und damit der Spannungsabfall am
Widerstand. Ist der Strom gross genug, um die Pumpe sicher anlaufen zu
lassen, wird wieder auf die Pumpe umgeschaltet. Das ganze müsste sich
mit wenigen Standardbauteilen - eventuell gar mit dem guten alten 555
als Komparator mit Flip-Flop- realisieren lassen.
Gruss
Mike
> Ist der Strom gross genug, um die Pumpe sicher anlaufen zu
> lassen, wird wieder auf die Pumpe umgeschaltet.
Frag mal @Max, der weiß bestimmt was, wie der 10-fache Anlaufstrom
deines Motors weggezaubert werden kann.
Mike schrieb:> Leider ist der Preis eines geeigneten Kondensators im Vergleich zu den> übrigen Bauteilen so hoch, dass ich erst einmal darauf verzichten> möchte.
Wie hast Du das denn ausgerechnet? Welcher Kondensator ist denn dafür
geeignet nach Deiner Meinung? Uns hast du dafür verwertbare Daten
vorenthalten. Du hast uns weder gesagt was für eine Art Pumpe du
verwendest, nur das Fluid erwähnt. Es gibt x verschiedene Pumpentypen
mit verschiedenen Charakteristika. Auch hast du nicht gesagt was die
Pumpe machen soll und wie, was entscheidend für die Auslegung ist.
Alleine vom Motor kann man gar nichts konkretes sagen. Auch das
Anlaufverhalten, Anlaufstrom(t) usw ist uns nicht bekannt, also nichts
was berechenbar für uns wäre.
> Die Panelspannung wird mittels Komparator auf einen unteren Schwellwert> überwacht. Wird der unterschritten, wird die Pumpe ab- und statt dessen> ein ohmscher Widerstand angeschaltet, der in etwa dem Widerstand des> Pumpenmotors entspricht (also eine Art Wechselschalter).
Warum willst du da nen Widerstand betreiben? Ist es dort zu kalt?
Immerhin sollte der geschätzt >50W haben.
> Dadurch bleibt die Strombelastung des Panels in etwa gleich.
Und wofür ist das nützlich? Um Wärme zu erzeugen?
> Scheint die Sonne wieder> stärker, steigt auch der Panelstrom und damit der Spannungsabfall am> Widerstand. Ist der Strom gross genug, um die Pumpe sicher anlaufen zu> lassen, wird wieder auf die Pumpe umgeschaltet.
Sprich du willst warten bis ein viel zu große Strom verfügbar ist,
damit die Pumpe wieder arbeiten darf? ... Viel Spaß mit deiner
ineffektiven Schaltung... Auf jeden Fall ist das so das schlechteste das
man machen kann, dann kannst du sie auch einfach direkt anklemmen, das
ist genauso effektiv.
